Происхождение Земли и её догеологическая история
О. Г. Сорохтин: «Развитие Земли»
Происхождение Земли и её догеологическая история
- Происхождение Солнечной системы
Важным вопросом происхождения звёзд и окружающих их планетных систем является источник вещества, из которого эти системы формировались. В настоящее время эта проблема рассмотрена обстоятельно и подробно в специальных работах и обзорных монографиях по астрофизике и космохимии (Зельдович, Новиков, 1971, 1975; Шкловский, 1975, 1976; и др.). Общедоступное изложение этих интересных, но очень сложных проблем приведено, например, в монографиях А. Аллера (1976), Х. Альвена, Г. Аррениуса (1979), Р. Дж. ... - Образование двойной планеты Земля-Луна
Земля и Луна фактически представляют собой систему двойной планеты. Их влияние друг на друга сейчас невелико, хотя и вполне заметно, но на ранних этапах развития этой системы оно было исключительно сильным, приводило к катастрофическим последствиям и радикальным изменениям хода эволюции обеих планет. Поэтому рассмотрим происхождение Земли и Луны совместно. При этом, оправдывая повышенное внимание к Луне в данной работе, посвящённой эволюции Земли и её геодинамике, заранее ... - Приливное взаимодействие планет
Прежде чем рассматривать процесс образования Луны, напомним в общих чертах механизм приливного взаимодействия. Это интересное явление природы изучалось многими исследователями, начиная с И. Ньютона, впервые объяснившего, что приливы и отливы в океанах вызываются притяжениями водной оболочки Луной и Солнцем. Над решением этой проблемы работали Д. Бернулли и Л. Эйлер, но наибольший вклад в изучение природы приливных взаимодействий Земли с Луной и Солнцем внёс математик П. Лаплас ... - Гипотетическая планета Протолуна
Вернёмся теперь вновь к ранней истории системы Земля-Луна на той её стадии, когда входящие в неё планеты правильнее ещё называть Протоземлёй и Протолуной. Предполагаемые события совпадают по времени с эпохой завершения формирования планет Солнечной системы за счёт аккреции планетезималей и отстоят от нас примерно на 4,6 млрд лет.
События в те далёкие времена могли развиваться по следующим сценариям. Во-первых, Протоземля и Протолуна тогда могли образоваться ... - Катастрофа Протолуны и рождение Луны
С приближением массивного спутника к центральной планете его тело все более деформируется приливными силами и вытягивается вдоль продольной оси, соединяющей центры тяжести планет. Начиная с некоторого расстояния от центральной планеты до орбиты спутника, известного как предел Роша, приливная сила, действующая на спутник, становится больше силы его самогравитации. Для разрушения твёрдого спутника необходимо, чтобы разность этих сил превысила предел прочности пород спутника ... - Природа осевого вращения планет и происхождение метеоритов
Рассмотрим теперь, насколько уникальна судьба системы Земля-Луна по сравнению с другими планетами. Не является ли механизм возникновения этой пары планета — спутник более универсальным, приемлемым для всех планет, вращающихся в прямом направлении и обладающих собственными спутниковыми системами? Такие вопросы вполне правомерны, поскольку при формировании планет лишь за счёт прямого выпадения на них планетезималей, движущихся по кеплеровским круговым гелиоцентрическим ... - Эволюция системы Земля-Луна
Энергия приливных взаимодействий планет сильно зависит от расстояния между их центрами тяжести и возрастает обратно пропорционально шестой степени этого расстояния! Это означает, что любое сближение планет приводит не только к значительному увеличению самих приливов, но и к стремительной интенсификации всех связанных с приливами процессов. Так, при захвате Протолуны на близкую околоземную орбиту процесс сближения спутника с Протоземлей, включая его разрушение на пределе ... - Эволюция расстояния между Луной и Землёй
Существенное влияние на приливное взаимодействие планет оказывает эффективная механическая добротность Q центральной планеты. Напомним, что под фактором добротности понимается степень приближения реологических свойств реальных тел к идеальной упругости: чем выше механическая добротность тела, тем его свойства ближе к идеально упругим материалам и, наоборот, чем ниже фактор добротности, тем это тело больше проявляет свои вязкие свойства. Ярким примером тела с высокой ... - Эволюция положения лунной орбиты
Из рассмотренного выше механизма образования Луны следует, что плоскость её орбиты вначале должна была лежать строго в плоскости экватора Земли и составлять с эклиптикой угол около 23°. При малых расстояниях между планетами такая ситуация эффективно поддерживалась в устойчивом состоянии гравитационным притяжением Луны с центробежным экваториальным вздутием Земли (так как в этом случае при любом отклонении орбиты Луны от экваториальной плоскости Земли возникала пара сил ... - Геохимия Луны
Рассмотренная модель образования Луны объясняет главную геохимическую особенность спутника нашей планеты — резкое обеднение лунного вещества железом. После полного расплавления, дифференциации и разрушения Протолуны на пределе Роша большая часть железа была потеряна в результате выпадения на Землю протолунного железного ядра, последовавшего сразу же за разрушением её внутреннего приливного горба. Благодаря этому же процессу Луной оказалась потеряна основная часть ... - Эволюция лунного магматизма
Одновременно с Протолуной и до этого в околоземное пространство должно было быть захвачено множество более мелких планетезималей и космических тел, сформировавших вокруг Земли рой более мелких спутников, также вращавшихся вместе с Протолуной вокруг Протоземли. Поэтому весьма вероятно, что в те далёкие времена, подобно внешним планетам Солнечной системы, у Земли на её геоцентрических орбитах ещё вращались многочисленные рои мелких и средних спутников, независимо ... - Состав и строение первичной Земли
Как уже отмечалось, Земля формировалась благодаря гомогенной и холодной аккреции протопланетного газопылевого облака, предварительно прошедшего под влиянием солнечного ветра, светового давления, кратковременного повышения температуры и магнитной сепарации исключительно сильную дифференциацию вещества ещё на доаккреционной стадии его развития. В результате такой дифференциации протопланетного вещества в зоне формирования Земли и Луны из первичного облака практически ... - Состав первичной Земли
Расчёт среднего состава земного вещества по главным петрогенным окислам и элементам можно выполнить, мысленно смешав вещество основных геосфер Земли: мантии, ядра и земной коры. Такой расчёт приведён в табл. 2.1. Как видно из неё, первичное вещество Земли представляло собой резко выраженную ультраосновную породу с низким коэффициентом насыщенности кремнезёмом (практически таким же, как и у оливина) и высоким относительным содержанием двухвалентной окиси железа. Следовательно, ... - Строение первичной Земли
Зная состав первичного вещества и с большим основанием предполагая, химическую однородность молодой Земли, уже можно рассчитать распределение плотности в её недрах, например, по данным ударного сжатия силикатов и железа. Такой расчёт был выполнен нами для наиболее вероятного распределения температуры в недрах только что образовавшейся Земли (см. рис. 29). Результаты такого расчёта приведены в табл. 4 и показаны на рис. 13. Как видно из приведённых расчётов, в первичной Земле ... - Энергетика и тепловой режим молодой Земли
Распределение температуры в первичной Земле по понятным причинам можно оценить лишь теоретически, исходя из имеющихся представлений о формировании планет Солнечной системы. Такую наиболее вероятную оценку для рассмотренной выше модели образования Земли (благодаря аккреции холодного протопланетного пылевого облака) выполнил В. С. Сафронов (1969).
По этой модели большая часть тепловой энергии растущей Земли генерировалась в её недрах за счёт перехода в тепло кинетической ... - Догеологическое развитие Земли в катархее
На ранних этапах планетарной эволюции Земли ее строение, состав, тепловое состояние и «приливная» тектоника настолько резко отличались от всех последующих режимов геологического развития Земли, что эту уникальную эпоху, продолжавшуюся около 600 млн лет (от момента рождения нашей планеты приблизительно 4,6 млрд лет тому назад до начала раннего архея), следует выделять в качестве самостоятельного подразделения истории Земли. Однако общепринятого термина для её обозначения ... - Процесс выделения земного ядра
После проблемы происхождения Земли вопрос о времени и режиме выделения земного ядра занимает важнейшее положение в планетарной геофизике. При изучении же механизмов и путей планетарной эволюции Земли, энергетических источников её тектонической активности или основных закономерностей геологического развития проблема времени и, главное, режимов выделения земного ядра приобретает центральное значение. Это и понятно: ведь в земном ядре сосредоточено около трети всей массы Земли, ... - Время выделения земного ядра
Согласно рассмотренной выше и наиболее вероятной модели образования Земли по гипотезе О. Ю. Шмидта (1948), Земля, как и другие планеты Солнечной системы, образовалась за счёт гомогенной аккреции холодного вещества протопланетного облака. Выделение же плотного земного ядра могло начаться только после предварительного разогрева Земли. При этом процесс выделения земного ядра, в котором сосредоточена треть массы Земли, естественно, должен был оставить неизгладимые следы ... - Механизм зонной дифференциации земного вещества
Распад радиоактивных элементов в катархее согревал Землю более или менее равномерно по всему её объёму. Зато разогрев земного вещества приливными деформациями был неравномерным и в основном происходил в верхних частях экваториального пояса Земли. Следовательно, и возникновение первой астеносферы в самом начале архея скорее всего произошло все в том же экваториальном поясе, на глубинах около 200-400 км, т.е. там, где геотерма разогревающейся Земли впервые достигла уровня начала ... - Бародиффузионный механизм дифференциации земного вещества
Разработка теоретической модели действующего в настоящее время процесса дифференциации земного вещества, приводящего к увеличению в центре Земли массы плотного ядра, сопряжена с решением ряда труднейших задач. Действительно, сам процесс дифференциации непосредственно не наблюдаем, а судить о нем приходится только по косвенным проявлениям на поверхности Земли и анализируя данные экспериментальной и теоретической физики. Один из сложных моментов изучения этого процесса ...